产品型号:SDC-200S
更新时间:2025-12-19
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一 碳材料用于电池时的接触角没有固定值,其数值主要取决于碳材料的表面形貌、表面官能团以及电解液的类型,常见范围在 10°~120° 之间。
- 用于正极集流体的石墨类碳材料,与碳酸酯类电解液的接触角通常在 20°~40°,表面改性(如氧化、涂层)后可降至 10°~20°,提升润湿性。
- 多孔碳负极材料因孔隙结构,接触角多在 30°~60°,而未改性的无定形碳与电解液接触角可能达到 80°~120°,润湿性较差。
二 碳材料在电池领域应用广泛,核心价值在于导电性优异、结构可调、化学稳定性高,不同类型碳材料适配电池不同关键部件,具体应用如下:
1. 负极材料
天然石墨、人造石墨是锂离子电池主流负极,理论比容量达 372 mAh/g,层状结构可实现锂离子可逆嵌入/脱嵌;硬碳则是钠离子电池负极的核心材料,适配钠离子更大的离子半径,比容量一般在 200~350 mAh/g。
2. 导电添加剂
炭黑(如Super P)、碳纳米管、石墨烯等被添加到正/负极浆料中,能构建连续导电网络,降低电极内阻,添加量通常为电极总质量的 1%~5%,适用于磷酸铁锂、三元材料等各类电极。
3. 集流体涂层
在铜箔/铝箔表面涂覆一层超薄石墨或导电碳层,可提升集流体与活性材料的界面结合力,减少极化,还能抑制集流体腐蚀,该技术符合 GB/T 38826-2020 锂离子电池集流体相关标准。
4. 电极骨架/载体
多孔碳、碳布、碳纸具有高比表面积和多孔结构,可作为锂硫电池、锌空气电池等新型电池的电极骨架,负载硫、催化剂等活性物质,提升反应动力学性能。
三 碳材料在电池中承担储能、导电、结构支撑、界面优化四大核心功能,具体作用与材料类型强相关:
1. 储能功能
石墨、硬碳等碳材料作为锂电/钠电负极,通过锂离子/钠离子的嵌入-脱嵌反应实现电荷存储,是电池能量密度的核心贡献者之一,如人造石墨负极的实际比容量可达 330~360 mAh/g。
2. 导电功能
炭黑、碳纳米管、石墨烯等作为导电添加剂,在电极中构建连续导电通路,降低电极内阻(可将电极电阻率降至 10⁻³~10⁻⁵ Ω·cm),提升电池的倍率性能和循环稳定性。
3. 结构支撑功能
多孔碳、碳布、碳纸等具有高比表面积和多孔结构,可作为锂硫电池、锌空气电池的电极骨架,负载活性物质(如硫、催化剂)并缓冲体积变化,维持电极结构完整性。
4. 界面优化功能
集流体表面的碳涂层可抑制金属箔腐蚀、增强集流体与活性材料的界面结合力,同时减少界面极化;部分碳材料还能调控电极/电解液界面的SEI膜形成,提升电池循环寿命。
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